【技术实现步骤摘要】
一种U型焊缝检测方法
本专利技术涉及汽车焊接
中一种用于机器人对金属薄板结构对接焊缝的识别，尤其涉及一种焊缝表面检测方法。
技术介绍
焊接已发展为制造业中的一种重要的加工方法，广泛应用于航空、航天、冶金、石油、汽车制造以及国防等领域。在焊接产品中，焊缝质量的好坏直接影响到产品的使用寿命长短。所以，在生产过程中必须严格按照设计要求控制焊缝尺寸，以及严格控制各类缺陷的产生。对焊缝表面尺寸测量及评定表面焊缝缺陷时，通常采用人工检查的目测检测法进行。目测检测法测量焊缝尺寸时通常采用放大镜，直尺，咬边测量器等工具进行测量；缺陷评定时则需要评级人员具有较强的专业知识及丰富的工作经验。同时，目测检测过程中工作人员易受到的工作量大、工作环境不佳、知识认知差异等因素的影响，造成结果准确性的下降。此外，人工检测时，检测人员长时间检测很容易产生疲劳，导致检测结果的可靠性下降。因此，目测检测法测量结果很难保证结果的规范性、客观性和科学性。
技术实现思路
为了解决上述问题，根据机器人焊接工业特点，本专利技术提出了一种...
【技术保护点】
1.一种U型焊缝检测方法，其特征在于，所述焊缝检测方法包括如下步骤：/n基准线确定步骤，获取激光传感器数据，确定焊缝截面的基准线；/n角点检测步骤，根据邻近像素点灰度差值获得焊缝截面中曲线的角点，并计算出焊缝宽度；/n近似面积计算步骤，由微元法得到焊缝截面的近似面积；/n焊缝高度计算步骤，选取角点之间的曲线片段，计算每个数据点与基准线之间的距离，选取最远距离作为焊缝高度；/n倾斜识别步骤，将数据点转化为体素网格数据，根据斜率对体素网格数据进行填充和去除操作以得到曲线中轴，并计算中轴与基准线之间的角度，得到焊缝倾斜角度；/n轮廓检测步骤，建立U-net网络，利用分割标注获得的...
【技术特征摘要】
20200617 CN 20201055199561.一种U型焊缝检测方法，其特征在于，所述焊缝检测方法包括如下步骤：
基准线确定步骤，获取激光传感器数据，确定焊缝截面的基准线；
角点检测步骤，根据邻近像素点灰度差值获得焊缝截面中曲线的角点，并计算出焊缝宽度；
近似面积计算步骤，由微元法得到焊缝截面的近似面积；
焊缝高度计算步骤，选取角点之间的曲线片段，计算每个数据点与基准线之间的距离，选取最远距离作为焊缝高度；
倾斜识别步骤，将数据点转化为体素网格数据，根据斜率对体素网格数据进行填充和去除操作以得到曲线中轴，并计算中轴与基准线之间的角度，得到焊缝倾斜角度；
轮廓检测步骤，建立U-net网络，利用分割标注获得的训练集对卷积神经网络进行训练，得到U-net网络模型。
2.根据权利要求1所述的U型焊缝检测方法，其特征在于，还包括数据去噪步骤，包括：
选取一待处理数据点；
以此数据点为中间位置，将长度为奇数的邻域窗口内所有数据点按照从小到大的顺序排列；
用排序后的中值作为所述待处理数据点的值。
3.根据权利要求1所述的U型焊缝检测方法，其特征在于，所述基准线确定步骤包括：
将激光传感器某一时刻的所有数据点可视化，得到焊缝截面中曲线的形式，设出直线的方程以及待定系数；
根据最小二乘法对曲线建立方程组并对其进行求解，得到拟合直线的待定系数；
得到拟合直线方程；
计算基准线与水平线之间的夹角。
4.根据权利要求1所述的U型焊缝检测方法，其特征在于，所述角点检测步骤包括：
对焊缝截面进行二值化操作，得到截面图像；构建数学模型，计算移动窗口的灰度差值，对图像窗口平移产生的灰度变化进行简化、求解；
利用水平、竖直差分算子对截面图像的每个像素进行滤波以求得x、y方向的偏导数，得到偏导数矩阵；
对偏导数矩阵进行高斯平滑滤波，以消除一些孤立点和凸起，得到新的偏导数矩阵；
根据偏导数矩阵定义出角点响应函数，并利用新的偏导数矩阵计算对应每个像素的角点响应函数，通过角点响应函数值判断像素是否为角点；
对角点响应函数进行局部极大值抑制，同时选取其极大值，在角点响应函数中，同时满足大于一定阈值和某领域内的局部极大值这两个条件的点，被认为是角点；
根据所得角点，计算两个角点之间的距离，该距离就是焊缝的宽度；
其中，在角点响应函数中，同时满足大于一定阈值和某领域内的局部极大值这两个条件的点，被认为是角点。
5.根据权利要求1所述的U型焊缝检测方法，其特征在于，所述近似面积计算步骤包括：
根据基准线、角点的计算结果，确定积分区间，并把积分区间分为若干个小区间，每个小区间的面积用一个小梯形近似求得；
计算相邻两个数据点的距离作为每个小梯形的高，分别计算相邻两个数据点到基准线的距离作为每个...
【专利技术属性】
技术研发人员：房启航，穆柳允，魏源，吕京兆，石璕，
申请(专利权)人：北京智机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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